數(shù)控直流恒流源

15頁 6000余字

本設(shè)計(jì)采用閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)直流電流源，系統(tǒng)以89S52單片機(jī)為控制核心，通過12位D/A MAX538輸出控制電壓、12位A/D MAX188對(duì)輸出電流進(jìn)行反饋，按照PID控制算法和運(yùn)放的電流串聯(lián)負(fù)反饋特性，實(shí)現(xiàn)一種寬范圍、高精度、低紋波、帶負(fù)載能力強(qiáng)的直流電流源。該電流源可以通過鍵盤進(jìn)行預(yù)置調(diào)整設(shè)定值，且輸出值能通過LCD顯示。并且可通過RS-232接口與PC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
關(guān)鍵詞：直流 恒流源 PID 閉環(huán)控制 高精度
Abstract: The constant current source is presented in this paper. The system is controlled by the MCU，89S52. The closed loop control and PID arithmetic is used to realize high precision and wide range. This constant current source realizes that the output current can be pre-set, adjusted step by step and display in LCD directly.....

考慮到設(shè)計(jì)要求，恒流源上限電流為2A,一般的小功率直流穩(wěn)壓器將不能滿足要求。故采用將2個(gè)大功率集成穩(wěn)壓器并聯(lián)的做法。普通集成穩(wěn)壓器是常用器件，價(jià)格合理，適于做為實(shí)驗(yàn)室條件下系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電源。此處采用LM78H15作為集成穩(wěn)壓器。LM78H15輸出電流達(dá)5A，輸出電壓為15V，可以滿足本設(shè)計(jì)電源要求。

根據(jù)“虛短”原理，LM324的3號(hào)腳的電壓等于器號(hào)腳的電壓，故其電流為：I0=Vi/Rf，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在保證運(yùn)放處于線性放大狀態(tài)，輸出電壓小于10V的條件下（即保證達(dá)林頓管Q1導(dǎo)通），輸出電流能夠達(dá)到2000mA。能滿足題目要求。本設(shè)計(jì)就是采用了這種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案，使用了精度較高的OP07放大器。


目錄
一、方案論證 3
1、總體方案論證 3
2、電源部分 4
（1）、方案一 4
（2）、方案二 4
3、恒流源部分 4
（1）、方案一 4
（2）、方案二 5
（3）、方案三 5
（4）、方案四 6
4、控制電壓部分 6
5、V/I轉(zhuǎn)換電路及報(bào)警電路 6
報(bào)警方案一 7
報(bào)警方案二 7
6、采樣部分 7
6.1 電流值的讀取 7
6.2 負(fù)載電壓的讀取 7
7、人機(jī)界面 8
7．1 鍵盤接口 8
7．2 顯示接口 8
8、軟件設(shè)計(jì)方案 8
方案一 ：采用開環(huán)控制 8
方案二 ：采用閉環(huán)控制 8
二、系統(tǒng)硬件組成及原理分析 9
2.1、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 9
2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9
2.2.1系統(tǒng)電源電路 10
2.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)板 10
2.2.4恒流源V/I與控制板 11
2.2.5大功率直流源 11
2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 11
三、調(diào)試 13
1、硬件調(diào)試 13
2．軟件調(diào)試 13
3．軟硬聯(lián)調(diào) 13
四、指標(biāo)測(cè)試 14
1、測(cè)試儀器 14
2、指標(biāo)測(cè)試 14
2.1 輸出電流范圍： 14
2.2負(fù)載改變時(shí)的性能測(cè)試 15
五、結(jié) 論 15
六、結(jié)束語 16
七、參考文獻(xiàn) ............... 16

參考文獻(xiàn)
1.《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》 李正軍編著 機(jī)械工業(yè)出版社
2.《單片機(jī)的c語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》馬忠梅等編著 北京航空航天大學(xué)
3.《電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐》姚福安編著 山東科學(xué)技術(shù)出版社